吉林市城鄉居民膳食消費的水足跡研究

梅 婷，秦麗杰

(東北師范大學城市與環境科學學院,吉林 長春 130024)

水資源是人類賴以生存和發展的基本要素和戰略資源,水資源短缺已成為許多國家和地區社會經濟可持續發展的瓶頸。過去人們只注重生產、生活用水,而居民的膳食消費與水資源保護密切相關。虛擬水理論的提出為糧食安全與水資源安全研究提供了一種新思路[1-9]。2002年Hoekstra進一步提出了“水足跡”概念[10],用以描述人類消費對水資源系統的影響,任何已知人口(一個人、一個城市、一個區域或全球)的水足跡是生產這些人口消費的產品所需要的水資源數量。水足跡可以真實地反映一個人、一個地區或一個國家對水資源的真實需求和真實占用情況。本文通過對吉林市城鄉居民膳食消費的水足跡的量化及分析,探討吉林市城鄉居民膳食消費的水足跡特征及膳食結構改變對水足跡的影響。

1 研究區概況

吉林市地處東北腹地,長白山脈向松嫩平原過渡地帶的松花江畔,位于42°31′～44°40′N, 125°40′～127°56′E。吉林市是吉林省的第二大城市,同時也是我國重要的化工工業基地。總面積27 120 km2,其中耕地面積3 959.16 km2,占總面積14.59%。轄6區(昌邑區、船營區、龍潭區、豐滿區、高新區、經開區)、5縣市(永吉縣、舒蘭市、磐石市、蛟河市、樺甸市)。總人口451萬,其中市區人口大約200萬。

吉林市屬于溫帶大陸性季風氣候,四季分明。春季干旱少雨,夏季溫熱多雨,秋季涼爽多晴,冬季寒冷多雪。吉林市境內水系發達,由松花江、拉林河、牡丹江3個水系的部分河段和支流組成。10 km以上河流277條,20 km以上的73條。松花江水系在吉林市境內流域面積為22 336 km2,占全市總面積的84%。地表水資源較豐富,但空間分布不均。地表水資源量為165×108m3,地下水資源量為7×108m3。

2 膳食虛擬水量化

2.1 數據來源

本文研究所需的吉林市農作物產量來源于《吉林省統計年鑒》,吉林市城鄉居民家庭平均每人每年購買的主要膳食量來源于《吉林市社會經濟統計年鑒》,吉林市氣象數據來源于中國氣象局國家氣象信息中心。計算各種農作物的虛擬水時,所需作物系數kc借助于聯合國糧農組織提供的Cropwat 8.0軟件中的數據。

2.2 單位質量膳食虛擬水含量

單位質量農作物產品的虛擬水含量等于作物生育期需水量除以作物單位面積的產量,而作物生育期需水量通常由聯合國糧農組織推薦的彭曼公式和相應作物系數計算得到。單位質量動物產品虛擬水含量主要通過計算動物生命周期內飼料生產用水、飲用水、宰殺加工用水量之和除以動物產品重量,如果從一種動物可以得到多種產品,則需要引入價值因子和產量因子,將總的用水量在不同產品之間分配[4,11-13]。本文中的農作物產品虛擬水含量均以消費地的角度來計算,也就是作物實際消費地的用水量和產量比值。動物產品的虛擬水含量參考聯合國糧農組織 FAOSTAT 數據庫中有關中國動物虛擬水含量的計算數據。

表2 城市居民人均膳食消費水足跡 m3/人

表3 農村居民人均膳食消費水足跡 m3/人

本文選取了糧食、蔬菜、油脂類、豬肉、牛羊肉、禽肉、雞蛋、水產品、白酒、啤酒、茶葉和奶類等城鄉居民主要膳食消費品,其虛擬水含量如表1所示。

表1 單位質量膳食消費品虛擬水含量 m3/kg

3 居民膳食消費的水足跡特征

根據1998—2009 年吉林市城鄉居民膳食消費數據,量化城鄉居民膳食消費的水足跡,并分析、比較其特征。

3.1 城市居民膳食消費的水足跡

根據吉林市城市居民膳食消費量和各項產品虛擬水含量,量化 1998—2009年城鎮居民人均膳食消費水足跡,結果見表2。

1998—2009年吉林市城市居民人均膳食消費的水足跡先升后降,2005年達到最大值。糧食消費的水足跡呈下降趨勢,其中2005—2008年下降速度較快,但在2009年又略有回升。牛羊肉和油脂類消費的水足跡整體呈上升趨勢,但是2005—2008年的消費量有所下降,但總體消費量比1998—2002年消費量大;其他各類產品(如家禽、蛋類、豬肉、水產品、蔬菜類、茶葉)消費的水足跡基本保持穩定或略有上升。在膳食消費的水足跡中,糧食、牛羊肉、油脂類所占比重較高,而茶葉和酒類比重較低。以2005 年為例(圖1),在城市居民膳食消費的水足跡中,糧食消費占18.21%,肉食類(豬肉、牛羊肉、家禽)消費占31.27%,油脂類消費占15.94%。

圖1 2005年城市居民膳食消費的水足跡比例

3.2 農村居民膳食消費的水足跡

根據吉林市農村居民膳食消費量和各項產品虛擬水含量,量化1998—2009年農村居民人均膳食消費水足跡,結果見表3。

1998—2009年吉林市農村居民人均膳食消費的水足跡波動不大,基本保持穩定,其中糧食消費的水足跡呈下降趨勢,但在2004—2008年波動較大。由于在農村居民膳食消費的水足跡中,糧食消費的水足跡占絕對比重,因此,膳食消費的水足跡變化與糧食消費的水足跡變化基本保持一致。

從各項產品消費的水足跡在總膳食消費的水足跡中所占比重來看,糧食比重最高,其他如家禽、蛋類、水產品的比重則較低。以2005年為例(圖2),糧食消費水足跡占42.59%,肉食類消費水足跡占20.91%,油脂類占12.04%。

圖2 2005年農村居民膳食消費的水足跡比例

3.3 城鄉居民膳食消費的水足跡比較

3.3.1 膳食消費水足跡的差異性

1998—2009年吉林市城鄉居民人均膳食消費的水足跡相差不大,差距最大的一年是2005年,為107.66 m3/人。農村居民人均糧食消費的水足跡明顯高于城市居民,差距最大的年份是1999年,達到230.07 m3/人,差距最小的年份是2005年,為107.21 m3/人。農村居民人均糧食消費的水足跡占總膳食消費水足跡的比重高于城市居民, 2006年相差最大,比重分別為15.83%和54.09%。城市居民人均肉類消費的水足跡明顯高于農村居民,12年中最大值達106.73 m3/人(2006年),最小值為46.99 m3/人(2002年)。城市居民人均肉類消費的水足跡的比重均高于農村居民,相差最大年份為2006年,比重分別為27.30%和8.40%。

3.3.2 膳食消費水足跡的多樣性

利用Ulanowicz[14]和Templet[15]的多樣性研究成果,計算城鄉居民膳食消費水足跡的多樣性指數。各種膳食消費的水足跡分配越接近平等,多樣性指數越高,膳食消費的多樣性指數反映了消費水平的高低。膳食消費的水足跡多樣性指數計算公式為

H=-∑i[PilnPi]

式中:H為膳食消費的水足跡多樣性指數;i為各種消費品,主要包括糧食、豬肉、牛肉、羊肉、蛋類、水產類、菜類等;Pi為第i種消費品的水足跡占總水足跡的比例。

1998—2009年吉林市城鄉居民膳食消費的水足跡多樣性指數如圖3所示。

圖3 城鄉居民膳食消費水足跡多樣性指數

1998—2009年吉林市城市居民膳食消費的水足跡多樣性指數逐年平穩上升,農村居民膳食消費的水足跡多樣性指數整體呈上升趨勢,但波動較大。城市居民膳食消費的水足跡多樣性指數均高于農村居民,但差距在逐漸縮小,差值最大年份為1999年,最小年份為2005年。12年中,城鄉居民膳食消費的水足跡多樣性指數不斷增加,說明在滿足居民膳食需求的同時,居民膳食消費的種類在不斷增加,尤其是農村增長較快,使膳食消費種類的水足跡越來越趨于均衡,吉林市城鄉居民的生活水平在逐步提高。

3.3.3 膳食消費水足跡的不公平性

不同群體的水足跡消費存在著不公平性。借鑒經濟學中基尼系數的計算方法[16],城鄉居民膳食消費的水足跡不公平系數的計算公式為

式中:GVW為膳食消費水足跡不公平系數;u為各群體膳食消費水足跡的平均值;Wi,Wj為各群體膳食消費的水足跡;n為群體分組。

基尼系數值變化在0～1之間,0表示分配完全公平,1則代表分配的絕對不公平。按照國際有關組織的規定,基尼系數小于0.2表示收入的絕對平均;0.2～0.3表示比較平均;0.3～0.4表示相對合理;0.4～0.5表示分配的差距較大;0.6以上表示分配差距懸殊[17]。由于當前缺少關于水足跡消費不公平性劃分的界定,本文采用基尼系數的劃分方法。

1998—2009年吉林市城鄉居民人均膳食消費水足跡不公平系數的平均值為0.136,最大值為0.271(1999年),最小值為0.012(2003年)。表明吉林市城鄉居民膳食消費的水足跡存在差異,但差距不大,即不公平現象并不明顯。

表5 城市居民不同膳食消費模式下的水足跡 m3/人

表6 農村居民不同膳食消費模式下的水足跡 m3/人

4 膳食結構改變對水足跡的影響

居民消費不同的膳食,同時亦消費了不同的水資源。單位質量肉類產品的需水量一般均大于植物性產品,表1中單位質量牛肉的虛擬水含量是蔬菜的48.31倍。若大幅度提高肉類產品的消耗,將會增加水資源的壓力。因此,可以通過改變膳食結構來減少水資源的消費。在保證卡路里一定的前提下(1 kg肉類卡路里=9.6 kg蔬菜卡路里)[18],調整蔬菜和肉類的相應比例,比較不同膳食消費模式下水足跡的節約量。本文設定4種膳食結構調整方案(表4),從模式1到模式4,不斷減少肉類消費,增加蔬菜類消費。

表4 膳食結構調整方案

將4種膳食消費調整模式的水足跡分別與現有膳食消費的水足跡相比較,分析城市居民與農村居民的水足跡變化,如表5、表6所示。

適當減少肉類消費、增加蔬菜消費,可以在一定程度上降低水足跡。在4種膳食調整模式中,模式4節約的水資源量最大,模式1最小,模式2和模式3居中。1998—2009年城市居民膳食消費模式1水足跡與現有膳食消費的水足跡相比可減少32.56～63.14 m3/人,模式2可減少40.94～75.83 m3/人,模式3可減少51.28～96.28 m3/人,模式4可減少81.40～137.70 m3/人;農村居民膳食消費模式水足跡與現有膳食消費的水足跡相比可減12.03～25.67 m3/人,模式2可減少15.29～32.28 m3/人,模式3可減少20.06～42.64 m3/人,模式4可減少30.08～63.84 m3/人。在4種膳食調整模式中,農村居民的水足跡節約量均小于城市居民的水足跡節約量。

由于農村居民在肉類消費量上少于城市居民,其相應的水足跡值也小于城市居民,也就是說,若減少肉類消費,城市居民對水資源節約作出的貢獻更大。所以在膳食結構調整中,應首先從城市居民入手,提倡少消費肉類,多消費蔬菜,少消費水資源密集型產品。在膳食結構調整實施過程中,應加大宣傳的力度,并隨著居民認識水平的提高逐步實施,可先實行模式1,再逐步過渡到模式2、模式3、模式4。

5 結 論

a.居民日常的膳食消費與水資源保護、水資源節約息息相關,不同的膳食結構及消費量,其水資源消耗量也不同。探討居民膳食消費的水足跡,可為調整膳食結構,節約水資源提供依據。

b.1998—2009年吉林市城鄉居民膳食消費的水足跡波動不大,但城鄉之間存在差異。農村居民膳食消費水足跡中糧食所占比重最大,城市居民膳食消費水足跡中牛羊肉所占比重最大。但城鄉居民人均糧食消費的水足跡呈逐年下降趨勢,肉類和油脂類消費的水足跡有所上升。

c.城市居民膳食消費水足跡的多樣性高于農村,但差距在縮小。城鄉居民膳食消費水足跡的多樣性指數不斷增加,尤其是農村增長較快,說明在滿足膳食需求的同時,膳食消費的種類不斷增加,膳食消費種類的水足跡越來越趨于均衡,吉林市城鄉居民的生活水平逐步提高。吉林市城鄉居民膳食消費的水足跡存在差異,但差距不大,不公平現象不明顯。

d.通過調整膳食結構,減少肉類食品消費量,增加蔬菜類消費量,可緩解膳食消費對水資源的壓力。在膳食結構調整中,應首先從城市居民入手,倡導少消費水資源密集型產品。同時應加大宣傳力度,并隨著居民認識水平的提高逐步實施膳食調整方案,由低到高,使居民愿意接受、主動接受減少水資源消耗的膳食調整。

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